سرنخ های جدیدی از راز حیرت انگیز خارش

این یافته ها، بر اساس مطالعات روی موش و سلول های انسانی، در 22 نوامبر گزارش شد سلول. این تحقیق بخش مهمی را به پازل طولانی مدت خارش اضافه می کند و به توضیح اینکه چرا بیماری های پوستی رایج مانند اگزما و درماتیت آتوپیک اغلب با خارش مداوم همراه است کمک می کند.

در چنین شرایطی، تعادل میکروارگانیسم‌هایی که پوست ما را سالم نگه می‌دارند اغلب مختل می‌شود، که این اجازه را می‌دهد S. aureus محققان گفتند که رشد کنند. تا به حال اعتقاد بر این بود که خارشی که در اگزما و درماتیت آتوپیک ایجاد می شود از التهاب همراه پوست ناشی می شود. اما یافته های جدید این را نشان می دهد S. aureus خود با ایجاد یک واکنش زنجیره ای مولکولی که به میل به خاراندن ختم می شود، باعث خارش می شود.

ما مکانیسم کاملا جدیدی را در پشت خارش شناسایی کرده‌ایم – باکتری استاف اورئوسکه تقریباً در هر بیمار مبتلا به درماتیت آتوپیک مزمن رخ می دهد. ایزاک چیو، نویسنده ارشد، استادیار ایمونولوژی در موسسه بلاواتنیک در HMS، گفت: ما نشان می دهیم که خارش می تواند توسط خود میکروب ایجاد شود.

آزمایشات تحقیقاتی این را نشان داده است S. aureus یک ماده شیمیایی آزاد می کند که پروتئینی را روی رشته های عصبی فعال می کند که سیگنال ها را از پوست به مغز منتقل می کند. درمان حیوانات با داروی ضد انعقاد تایید شده توسط FDA با موفقیت از فعال شدن پروتئین جلوگیری می کند تا این مرحله کلیدی در چرخه خارش و خراش قطع شود. درمان علائم را کاهش داد و آسیب پوست را به حداقل رساند.

این یافته‌ها ممکن است طراحی داروهای خوراکی و کرم‌های موضعی را برای درمان خارش مداوم که در شرایط مختلف مرتبط با عدم تعادل در میکروبیوم پوست، مانند درماتیت آتوپیک، خارش ندولاریس و پسوریازیس رخ می‌دهد، نشان دهد.

خاراندن مکرر که مشخصه این شرایط است می تواند باعث آسیب پوست و افزایش التهاب شود.

خارش می تواند در بیمارانی که از بیماری های مزمن پوستی رنج می برند بسیار ناتوان کننده باشد. بسیاری از این بیماران دقیقا همان میکروبی را که برای اولین بار نشان دادیم که می‌تواند باعث خارش شود، روی پوست خود حمل می‌کنند.”

شناسایی شمع مولکولی که باعث شعله ور شدن خارش می شود

محققان پوست موش ها را در معرض S. aureus. حیوانات طی چند روز دچار خارش فزاینده می شوند و خاراندن مکرر باعث بدتر شدن آسیب پوستی می شود که فراتر از محل اولیه قرار گرفتن در معرض آن گسترش می یابد.

علاوه بر این، موش ها در معرض S. aureus نسبت به محرک های بی ضرری که به طور معمول خارش ایجاد نمی کنند حساس شدند. موش های در معرض خطر بیشتر از موش هایی که در معرض تماس قرار نگرفته بودند در پاسخ به لمس سبک دچار خارش غیرطبیعی شدند.

این پاسخ بیش فعال، وضعیتی به نام آلونزیس، در بیماران مبتلا به بیماری های پوستی مزمن که با خارش مداوم مشخص می شود، رایج است. اما ممکن است در افرادی که هیچ بیماری زمینه‌ای ندارند نیز اتفاق بیفتد – به آن احساس خراشیدگی فکر کنید که ممکن است از یک ژاکت پشمی ایجاد شود.

برای تعیین اینکه این باکتری چگونه باعث خارش می شود، محققان چندین نسخه اصلاح شده از آن را آزمایش کردند S. aureus میکروبی که طوری مهندسی شده است که بخش های خاصی از ترکیب مولکولی حشره را نداشته باشد. این تیم بر روی 10 آنزیم که در اثر تماس با پوست توسط این میکروب آزاد می شوند، تمرکز کردند. محققین یک به یک 9 مظنون را حذف کردند که نشان می دهد آنزیمی باکتریایی به نام پروتئاز V8 تنها مسئول ایجاد خارش در موش است. نمونه های پوست انسان از بیماران مبتلا به درماتیت آتوپیک نیز بیشتر است S. aureus و سطوح بالاتر V8 نسبت به نمونه های پوست سالم.

تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد که V8 با فعال کردن پروتئینی به نام PAR1 که در نورون های پوستی وجود دارد که از نخاع منشا می گیرند و سیگنال های مختلفی را از پوست به مغز منتقل می کنند، خارش را تحریک می کند. به طور معمول، PAR1 در حالت نهفته است، اما در تماس با آنزیم های خاص، از جمله V8، فعال می شود. این مطالعه نشان داد که V8 یک انتهای پروتئین PAR1 را قطع کرده و آن را بیدار می کند. آزمایش‌ها با موش‌ها نشان می‌دهد که پس از فعال شدن، PAR1 سیگنالی را آغاز می‌کند که مغز در نهایت آن را به عنوان خارش درک می‌کند. هنگامی که محققان آزمایش ها را در ظروف آزمایشگاهی حاوی نورون های انسانی تکرار کردند، به V8 نیز پاسخ دادند.

آزمایش‌ها نشان دادند که سلول‌های ایمنی مختلف که در آلرژی‌های پوستی دخیل هستند و به طور کلاسیک باعث خارش می‌شوند – ماست سل‌ها و بازوفیل‌ها – پس از قرار گرفتن در معرض باکتری‌ها باعث خارش نمی‌شوند. همچنین مواد شیمیایی التهابی به نام اینترلوکین یا گلبول های سفید خون که در طی واکنش های آلرژیک فعال می شوند و همچنین در بیماری های پوستی و حتی برخی از اختلالات عصبی افزایش می یابند، نیستند.

دنگ گفت: «زمانی که مطالعه را شروع کردیم، مشخص نبود که آیا خارش ناشی از التهاب است یا خیر. ما نشان می‌دهیم که این چیزها را می‌توان از هم جدا کرد، که لازم نیست التهاب داشته باشید تا یک میکروب باعث خارش شود، اما خارش باعث تشدید التهاب در پوست می‌شود.»

قطع کردن چرخه خارش و خراش

زیرا PAR1 — پروتئینی که توسط S. aureus – درگیر در لخته شدن خون، محققان می خواستند ببینند آیا یک داروی ضد انعقاد تایید شده از قبل که PAR1 را مسدود می کند، خارش را متوقف می کند یا خیر. پس این اتفاق افتاد.

موش های خارش دار که پوست آنها در معرض S. aureus هنگامی که با دارو درمان می شود، بهبود سریعی وجود دارد. میل آنها به خاراندن به طور چشمگیری کاهش یافت، همچنین آسیب پوستی ناشی از خاراندن نیز کاهش یافت.

علاوه بر این، پس از درمان با مسدودکننده‌های PAR1، موش‌ها دیگر خارش غیرطبیعی را در پاسخ به محرک‌های بی‌ضرر تجربه نکردند.

مسدود کننده PAR1 در حال حاضر در انسان برای جلوگیری از لخته شدن خون استفاده می شود و می تواند به عنوان یک داروی ضد خارش استفاده شود. به عنوان مثال، محققان خاطرنشان می کنند که ماده فعال این دارو می تواند پایه ای برای کرم های ضد خارش موضعی باشد.

یک سوال فوری که محققان قصد دارند در کارهای آینده بررسی کنند این است که آیا میکروب های دیگری به جز وجود دارد یا خیر S. aureus ممکن است باعث خارش شود.

چیو گفت: ما می دانیم که بسیاری از میکروب ها از جمله قارچ ها، ویروس ها و باکتری ها با خارش همراه هستند، اما چگونگی ایجاد خارش مشخص نیست.

این یافته ها همچنین یک سوال گسترده تر را مطرح می کند: چرا یک میکروب باعث خارش می شود؟ از دیدگاه تکاملی، چه چیزی برای باکتری مفید است؟

به گفته محققان، یک احتمال این است که پاتوژن ها می توانند خارش و سایر رفلکس های عصبی را به نفع خود ربوده باشند. به عنوان مثال، تحقیقات قبلی نشان داده است که باکتری سل مستقیماً نورون های واگ را برای تحریک سرفه فعال می کند، که ممکن است به آن اجازه دهد راحت تر از میزبانی به میزبان دیگر پخش شود.

دنگ گفت: «در این مرحله حدس و گمان است، اما چرخه خارش و خراش ممکن است برای میکروب‌ها مفید باشد و به آن‌ها اجازه انتشار به نقاط دوردست بدن و میزبان‌های غیر آلوده را بدهد. “چرا ما خراش و خارش می کنیم؟ آیا به ما کمک می کند یا به میکروب کمک می کند؟ این چیزی است که می توانیم در آینده ردیابی کنیم.”

این کار توسط مؤسسات ملی بهداشت تأمین شد (کمک های مالی R01AI168005 ، R01AI153185 ، R01NS065926 ، R01NS102161 ، R01NS111929 ، R37AI052453 ، R01AR076082 ، U01AI152035203152031520352031520352035203520352035203520352035203520 R01JL160582 ، F32AI172080 ، T32AI049928 ، 1R21AG075419) ، ابتکار علوم آلرژی غذایی (FASI) ، صندوق رفاه باروز، صندوق خانواده دراکو، صندوق تحقیقات جکسون-ویجایا، مؤسسه تحقیقات بهداشتی کانادا (CIHR) (کمک مالی 376560 و 469411) و ANR-PARCURE (PRCE-CE18، 2020).

چیو در هیئت علمی مشاوره GSK Pharmaceuticals خدمت می کند. درخواست ثبت اختراع موقت شماره سریال 63/438668 که در آن برخی از نویسندگان مشترک به عنوان مخترع نام برده شده اند، بر اساس این یافته ها ثبت شد.